自動車グレード向けVSHBシリーズ一体型インダクタの低損失と高信頼性を実現する革新的な製造プロセス

自動車グレード向けVSHBシリーズ一体型インダクタの低損失と高信頼性を実現する革新的な製造プロセス

自動車機能の統合とインテリジェント化に伴い、限られたパッケージサイズ内でいかにして最適なインダクタ製品性能を実現するか、技術革新を通じていかにして車載グレードのインダクタ製品の低損失と高信頼性を実現するか、そして複雑な環境下でいかにして自動車エレクトロニクスの継続的かつ安定した動作を確保するかが、インダクタメーカーにとっての課題となっています。

常温成形インダクタの製造工程を例に挙げると、高圧成形のため製品内部のコイルがずれやすく、異常な割れが発生するリスクがあります。これは、高い信頼性が求められる車載電子製品にとって非常に不利です。低圧ホットプレス技術を用いることで、コイルのずれによる割れのリスクを根本的に解決し、車載グレードの集積インダクタの信頼性、磁性粉密度、電気性能を効果的に向上させることができます。

1. 常温プレス成形インダクタとホットプレス成形インダクタ

常温プレス法とホットプレス法は、スポット溶接された半製品と完成した粉末を製造工程中に金型に組み込む 2 種類の製造方法です。

中でも、常温プレス法は現在、集積インダクタの最も一般的な製造方法であり、室温25℃、圧力5.0～9.0T/cm2で成形されます。しかし、常温プレス成形法では、インダクタの磁性粉密度、製品特性、コイルの傾き・変形といった相反する特性を効果的に両立させることができません。

ホットプレスとは、温度と圧力を制御し、高温（通常100℃以上）・低圧下で粉末成形、接続、パッケージングを行い、インダクタの一体成形を実現するプロセスを指します。ホットプレスは成形圧力が低く、コイルが耐えられる圧力は従来の常温プレス技術の35％～48％に過ぎないため、コイルの変形が大幅に低減し、回路の信頼性と安定性が向上し、インダクタンスの全体的な損失も大幅に低減します。しかし、ホットプレス法は磁性粉末の特性とメーカーの製造プロセスに対する要求が高いため、現在では広く普及していません。

CODACA Electronicsは長年の技術研究を通じて、磁心材料の独自開発技術とホットプレス一体型インダクタの製造プロセスを習得し、車載グレードのモールドインダクタの研究・製造に応用しています。主な代表製品は、 自動車グレード 鋳造力窒息 VSHB , VSHB-T , VSEB-H その他シリーズもございます。

車載グレード成形パワーチョークVSHBシリーズ

2. 低損失合金粉末+ホットプレス統合成形技術は、自動車グレードのインダクタの信頼性を効果的に向上させます。

CODACA車載グレード一体型モールドインダクタVSHBシリーズは、自社開発の低損失高周波合金粉末を採用し、低損失、高効率、広い適用周波数範囲を誇ります。インダクタの製造工程に低圧ホットプレス技術を導入することで、従来の冷間プレスに比べて樹脂と磁性粉末の結合がより強固になり、粉末の強度と密度が大幅に向上しました。ホットプレスは冷間プレスに比べて圧力が大幅に低いため、インダクタ内部のコイルの変形や位置ずれを効果的に低減し、製品の割れ問題を根本的に解決します。

VSHB シリーズ インダクタは、ホットプレス統合成形技術と CODACA が独自に開発した低損失磁気コアの使用により、信頼性が高く、密度が高く、電気性能に優れています。

従来のコールドプレス技術とVSHBシリーズの革新的な技術（ホットプレス）の特性の比較を表1に示します。

表1：従来の室温プレス技術と革新的なホットプレス技術の比較

3. VSHBシリーズ製品の利点

3.1 製品の特徴

● 独自開発の低損失高周波合金磁性粉末。

● 低損失、高効率、広い適用周波数範囲。

● 軽量設計、省スペース、高密度実装に適しています。

● ワイド端子構造によりインダクタの耐振動性能が向上します。

● 動作温度: -55 ℃ ～ +155 ℃、国際先進レベルに達します。

3.2 製品の利点

従来の統合室温プレス技術製品と比較して、VSHB シリーズのホットプレス製品インダクタには次の特徴があります。

● DCRが非常に低く、DCRが約45%～60%減少します。

DCRトレンドの比較

● 優れた飽和電流特性

小型で高電流。最大飽和電流は14.5Aに達します。

飽和電流曲線の比較

● 損失が少なく、インダクタ全体の損失を30%削減できます。

テストにより、革新的なホットプレス技術を使用した集積インダクタの全体的な損失は従来の技術よりも 20% ～ 30% 低く、回路における製品の効率が大幅に向上することがわかりました。

インダクタンス損失の比較

● 信頼性が高く、様々な分野に幅広く適用可能

VSHBシリーズインダクタの動作温度は-55℃～+155℃で、高周波・高温環境に適しています。ADAS（運転支援システム）、情報エンターテイメント、T-BOX（リモートモニタリング）、車載充電器（OBC）、LEDドライバ、HUDヘッドアップディスプレイシステム、各種DC/DCコンバータ電源モジュールなど、幅広い用途に使用できます。

HUDヘッドアップディスプレイシステムの応用例

3.3 製品仕様

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CODACA Electronicsは、24年間パワーインダクタの研究開発に注力してきた自動車グレードインダクタの専門メーカーとして、自動車グレードの統合インダクタ、自動車グレードの高電流インダクタ、自動車グレードの磁気ロッドインダクタなどを独自に開発してきました。自動車グレードのインダクタは、インテリジェントコックピット、高度運転支援システム、中央制御ユニット、ヘッドライト駆動モジュール、カーエンターテイメントオーディオシステム、BMS、T-BOXなど、さまざまな自動車エレクトロニクスに広く使用されています。

CODACAの車載グレードインダクタは、IATF16949自動車品質マネジメントシステムの認証を受けた最新の生産工場で製造されています。CNAS認定の研究所を有し、AEC-Q200規格に準拠した様々な信頼性試験を実施できます。インダクタコアやコイルといったコア材料に関する独自の研究開発能力により、CODACAはお客様に最適な車載グレードインダクタを迅速にカスタマイズし、自動車業界における製品イノベーションの促進に貢献しています。